一种高绝缘性预制构件用混凝土及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种高绝缘性混凝土及其制备方法和应用，每立方米该混凝土包括300～400kg/m3水泥、100～200kg/m3矿物掺合料、10～15kg/m3石蜡颗粒、600～800kg/m3细骨料、1000～1200kg/m3粗骨料以及减水剂和水；其制备方法为将所述水泥、矿物掺合料、石蜡、细骨料、粗骨料、减水剂和水混匀，浇筑成型，然后带模进行蒸汽养护，蒸养制度为静养时间为2～4h，升温时间为2～3h，在57～65℃的温度恒温8～10h，降温1～2h。该混凝土具有良好的力学性能和耐久性能，且电阻高，应用于地铁构件，能有效抑制杂散电流通过传播，提高地铁轨道系统运行的安全性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种高绝缘性预制构件用混凝土及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及预制构件用混凝土
，更具体地，涉及一种高绝缘性预制构件用混凝土及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国城镇化进程的推进，城市规模不断扩大，大城市面临的各种问题逐渐突出，其中交通拥堵是各大城市面临的最大挑战之一。城市轨道交通能在一定程度上缓解市民出行困难的问题，因此近年来各大城市的轨道交通建设得到了快速发展。
[0003]由于地铁工程的快速发展，具有早期强度高、模具周转快等特点的预制构件被大量应用于地铁工程建设中，如盾构管片、预制轨道板、预制轨枕等。预制构件大多采用蒸汽养护方式养护成型，蒸养环境下水泥水化速度加快，构件具有较高的早期强度，但较快的反应速度也使得混凝土内部孔隙较标养混凝土更加粗大，抗渗性更差，给地铁工程中常见的杂散电流在预制构件中的传播创造了有利条件。通过预制构件向地下传播的杂散电流会导致构件内部钢筋及地下金属管网发生电化学腐蚀。根据统计计算，当金属管线或轨道在一年左右的时间里持续通过1安培的杂散电流时，杂散电流可以腐蚀掉多达10kg左右的金属管线，长此以往，不近会造成严重的经济与环境问题，还会影响地铁轨道系统运行安全，威胁乘客生命安全。
[0004]因此，亟待开发高电阻预制构件混凝土抑制杂散电流传播，提高地铁轨道系统运行的安全性。

技术实现思路

[0005]基于现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的之一在于提供一种高绝缘性预制构件用混凝土的制备方法，通过该方法能够大幅度提高预制构件混凝土的电阻，并且具有良好的力学性能和耐久性能，能抑制杂散电流通过预制构件向地下传播，满足地铁预制构件的使用要求，有助于解决杂散电流传播带来的经济与环境问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种高绝缘性预制构件用混凝土的制备方法，每立方米所述混凝土包括以下组分：
[0008]以及，
[0009]减水剂，占凝胶材料总质量的0.5～2％；水，占凝胶材料总质量的0.25～0.4；所述凝胶材料为水泥和矿物掺合料的混合物；
[0010]所述混凝土的制备包括以下步骤：
[0011]将所述水泥、矿物掺合料、石蜡、细骨料、粗骨料、减水剂和水混匀，浇筑成型，然后带模进行蒸汽养护，蒸养制度为：
[0012]静养时间为2～4h，升温时间为2～3h，在57～65℃的温度恒温8～10h，降温1～2h。
[0013]在一些实施方式中，所述矿物掺合料包括粉煤灰、矿渣和偏高岭土，所述粉煤灰占凝胶材料总质量的5～10％，所述矿渣占凝胶材料总质量的5～10％，所述偏高岭土占凝胶材料总质量的10～20％。
[0014]在一些实施方式中，所述粉煤灰球形度≥75％，平均粒径14～18μm，比表面积为1.2～1.3m2/g；所述矿渣平均粒径为13～17μm，比表面积为1.8～2.1m2/g；所述偏高岭土平均粒径为3～7μm，比表面积为14～20m2/g。其中，所述粉煤灰为火电厂燃煤冷却而得的飞灰；所述矿渣为高炉矿渣干燥粉磨而得；所述偏高岭土由高岭土受热脱水加工制得。
[0015]在一些实施方式中，所述水泥为强度≥42.5MPa的普通硅酸盐水泥。
[0016]在一些实施方式中，所述细骨料为河沙和/或机制砂，细度模数为2.5～4.0。
[0017]在一些实施方式中，所述粗骨料的粒径≤16mm，其中10～16mm的部分不少于20％。
[0018]在一些实施方式中，所述粗骨料包括石灰岩和/或玄武岩。
[0019]在一些实施方式中，所述石蜡的熔点为50～55℃，细度为200～600目。
[0020]在一些实施方式中，所述减水剂包括聚羧酸减水剂，减水率≥30％，固含量≥20％。
[0021]本专利技术的目的之二在于提供上述任一实施方式的制备方法得到的高绝缘性预制构件用混凝土。
[0022]本专利技术的目的之三在于提供一种预制构件，所述预制构件包括上述的高绝缘性预制构件用混凝土。
[0023]本专利技术的目的之四在于提供上述的高绝缘性预制构件用混凝土在制备地铁构件中的应用。
[0024]相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0025]本专利技术的技术方案中，采用矿物混合料技术，利用矿物混合料的微集料效应、活性效应与形态效应，有效提高混凝土后期强度，使混凝土后期强度相较于基准组提高10～15％，有效提高混凝土的耐久性；通过加入石蜡，石蜡在升温过程中融化，一方面作为相变材料，吸收水化过程中的内部热量，降低内外温差，减小蒸养过程中的热损伤效应的影响，使结构更加致密。另一方面，石蜡在水化过程中融化为熔融状态分布于结构内部，待蒸养结束后，在内部孔隙中凝固，填充内部孔隙通路，强化内部孔隙结构，其作为高绝缘材料同时提高混凝土的电阻；减水剂的加入，可以达到减少收缩、防止开裂和提高抗渗性的目的。
[0026]通过本专利技术的方法能够大幅度提高预制构件混凝土的电阻，并且具有良好的力学性能和耐久性能，能抑制杂散电流通过预制构件向地下传播，满足地铁预制构件的使用要求，有助于解决杂散电流传播带来的经济与环境问题。
[0027]本专利技术通过特定的原料配比结合蒸养制度，使得到的混凝土具有优异的后期力学性能和绝缘性能。通过本专利技术的方法得到的混凝土28d强度＞60MPa，干燥电阻＞1000kΩ，
饱水电阻≥6.68kΩ。
具体实施方式
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0030]下述实施例中，所用水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5，平均粒径20～25μm，比表面积1.5～2.0m2/g；偏高岭土由高岭土受热脱水加工制得，平均粒径5～7μm，比表面积15～18m2/g；粉煤灰为火电厂燃煤冷却而得的飞灰，球形度80％，平均粒径15～18m2/g；矿渣为高炉矿渣干燥粉磨而得，平均粒径15～17μm，比表面积为17～19m2/g；
[0031]石蜡为200目石蜡颗粒，熔点51.5℃；
[0032]细骨料为河沙或机制砂，细度模数为2.5～4.0；
[0033]粗骨料为粒径≤16mm的石灰岩和玄武岩，其中粒径为10～16mm的部分不少于20％；
[0034]减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥30％，固含量≥20％；
[0035]本专利技术中，kg/m3表示每立方米混凝土中的材料加入质量。
[0036]实施例1
[0037]本实施例的高绝缘性预制构件用混凝土是由水泥、矿物掺合料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高绝缘性预制构件用混凝土的制备方法，其特征在于，每立方米所述混凝土包括以下组分：减水剂，占凝胶材料总质量的0.5～2％；水，占凝胶材料总质量的0.25～0.4；所述凝胶材料为水泥和矿物掺合料的混合物；所述混凝土的制备包括以下步骤：将所述水泥、矿物掺合料、石蜡、细骨料、粗骨料、减水剂和水混匀，浇筑成型，然后带模进行蒸汽养护，蒸养制度为：静养时间为2～4h，升温时间为2～3h，在57～65℃的温度恒温8～10h，降温1～2h。2.根据权利要求1所述的高绝缘性预制构件用混凝土的制备方法，其特征在于，所述矿物掺合料包括粉煤灰、矿渣和偏高岭土，所述粉煤灰占凝胶材料总质量的5～10％，所述矿渣占凝胶材料总质量的5～10％，所述偏高岭土占凝胶材料总质量的10～20％。3.根据权利要求2所述的高绝缘性预制构件用混凝土的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰球形度≥75％，平均粒径14～18μm，比表面积为1.2～1.3m2/g；所述矿渣平均粒径为13～17μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺香雨，曾晓辉，许尚农，钟可，尹华拓，陈琪，董荣珍，龙广成，李颖洁，谢友均，
申请(专利权)人：长沙市轨道交通集团有限公司广州地铁设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：